机械设计基础第9章机械零件设计概论(六-1)

机械设计基础第9章机械零件设计概论(六-1)汇报人：AA2024-01-17目录机械零件设计基本概念摩擦、磨损与润滑机械传动总论连接支承零部件传动零部件01机械零件设计基本概念机械零件是组成机械的基本单元，用于实现特定的运动和动力传递功能。机械零件定义根据零件在机械中的作用和结构特点，可分为轴类零件、轴承类零件、齿轮类零件、箱体类零件等。机械零件分类机械零件定义与分类设计原则机械零件设计应遵循功能性、可靠性、经济性、工艺性和环保性等原则。设计方法包括理论设计、经验设计和模型试验等方法，其中理论设计是基于力学、材料学等理论进行的设计，经验设计则是基于已有经验和数据进行的设计。设计原则与方法为提高机械零件的通用性和互换性，降低成本和提高生产效率，应采用国家和行业标准进行设计和制造。互换性是指同一规格的零件在尺寸、形状和性能等方面具有相互替换的可能性，这对于提高机械维修性和降低库存成本具有重要意义。标准化与互换性互换性标准化02摩擦、磨损与润滑两个相互接触的物体在相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上产生的阻碍相对运动的现象。摩擦现象根据摩擦表面的状态可分为干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦。摩擦类型摩擦现象及类型磨损原因由于机械作用、化学作用或电化学作用，物体工作表面材料在相对运动中不断发生损耗的现象。磨损过程一般分为跑合阶段、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段。磨损原因及过程润滑原理及选用润滑原理在摩擦表面之间加入润滑剂，使摩擦表面被润滑剂分开，从而减小摩擦和磨损。润滑剂选用根据机械设备的工作条件、工作环境、摩擦表面的具体情况和润滑剂的性能选用合适的润滑剂。常用的润滑剂有润滑油、润滑脂和固体润滑剂等。03机械传动总论摩擦传动利用摩擦力传递运动和动力，如带传动、摩擦轮传动等。具有结构简单、制造容易、运转平稳、噪音低、过载时打滑可保护其他零件等优点；但传动比不准确、效率低、磨损后需经常调整等缺点。啮合传动利用两构件直接接触来传递运动和动力，如齿轮传动、链传动等。具有传动比准确、效率高、结构紧凑等优点；但制造和安装精度要求较高，且噪音较大。传动类型与特点主动轮转速与从动轮转速之比，或主动轮半径与从动轮半径之比的倒数。传动比定义传动比计算传动比分配根据各构件的转速和半径关系，可计算出传动系统的总传动比。在多级传动中，各级传动的传动比应按一定原则进行分配，以保证整个传动系统的性能最优。030201传动比计算与分配

传动效率与影响因素传动效率定义输出功率与输入功率之比，反映了传动过程中的能量损失情况。影响因素包括摩擦损失、啮合损失、轴承摩擦损失等。此外，传动类型、结构参数、制造精度、润滑条件等也会对传动效率产生影响。提高传动效率的措施减少摩擦损失、降低啮合损失、优化轴承设计、提高制造精度和润滑条件等。04连接包括螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接和紧定螺钉连接等四种主要类型。螺纹连接类型螺纹连接广泛应用于各种机械设备和结构工程中，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。不同类型的螺纹连接适用于不同的场合和要求，例如螺栓连接适用于承受拉力和扭矩的场合，而螺钉连接则适用于连接件之一较厚且不需要经常拆卸的场合。应用螺纹连接类型及应用键连接特点与选用键连接是通过键实现轴与轴上零件间的周向固定以传递运动和扭矩的连接方式。根据键的截面形状不同，键连接可分为平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接等。键连接特点在选择键连接时，需要考虑传递扭矩的大小、轴的直径、对中性要求、装拆方便性以及键连接的强度等因素。例如，平键连接对中性好，适合高速、承受变载和冲击载荷的场合；半圆键连接适用于轴径较小的场合；楔键连接可用于轴径较大、对中性要求不高的场合。选用VS花键连接是由内花键和外花键组成的一种连接方式，通过内外花键的齿形配合实现轴与轴上零件间的扭矩传递和轴向固定。花键连接的齿形有矩形、渐开线形和三角形等。优缺点花键连接具有承载能力强、定心精度高、导向性好等优点，适用于传递大扭矩和需要精确定心的场合。但是，花键连接的加工精度要求较高，制造成本相对较高。同时，在承受冲击载荷时，花键连接的强度相对较低。花键连接原理花键连接原理及优缺点05支承零部件根据承载方式和结构特点，轴可分为转轴、心轴和传动轴三类。转轴既承受弯矩又承受扭矩，心轴只承受弯矩，传动轴只承受扭矩。轴的材料应具有足够的强度和刚度，良好的耐磨性和耐腐蚀性，以及良好的加工性和经济性。常用材料有碳素钢、合金钢、球墨铸铁等。轴类型材料选择轴类型及材料选择滑动轴承滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声，能承受重载荷和较大的冲击载荷。但起动摩擦阻力较大，且易磨损，需定期维护。滚动轴承滚动轴承具有摩擦系数小、起动摩擦阻力小、运转精度高、效率高、寿命长等优点。但抗冲击能力较差，对安装和维护要求较高。轴承类型与特点支承结构类型支承结构主要包括轴承座、轴承盖、紧固件等。根据承载方式和结构特点，可分为固定支承、游动支承和可调支承等类型。要点一要点二设计与优化原则支承结构设计应遵循简单、紧凑、可靠、经济等原则。在满足使用要求的前提下，尽量减小结构尺寸和重量，提高支承刚度和稳定性，降低制造成本和维护费用。同时，应考虑支承结构的可制造性、可装配性和可维修性等因素。支承结构设计与优化06传动零部件原理：带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。根据传动原理的不同，有靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动和靠带与带轮上的齿相互啮合传动的同步带传动。带传动原理及优缺点优点结构简单，制造成本低，安装维护方便。传动平稳，噪音小，有缓冲吸振作用。带传动原理及优缺点过载时，带会在带轮上打滑，可以防止薄弱零件的损坏，起安全保护作用。带传动原理及优缺点缺点不能保证准确的传动比。外廓尺寸较大。带传动原理及优缺点需要张紧装置。由于打滑，使带的寿命较短。摩擦损失大，效率较低。带传动原理及优缺点结构：链传动是由主动链轮、从动链轮和绕在两轮上的链条所组成。链轮的两轴心线应平行，且两链轮相对应的齿形最好相同。链传动按用途不同可分为传动链、输送链和曳引链，其中传动链主要用于传递动力和转速。链传动结构与设计要点设计要点链传动的张紧装置通常采用张紧轮或张紧螺杆来调节链条的松紧程度。张紧装置应设在靠近主动链轮的内侧，以使链条在松边时不致因悬垂过大而产生啮合不良和振动现象。为了保证链条与链轮的顺利啮合和避免不必要的磨损，链轮齿形应设计为渐开线齿形或直线齿形。同时，链轮的齿数不宜过少，否则将使传动的平稳性和寿命降低。链传动的失效形式主要有链条的疲劳破坏、链条铰链的磨损、链条的胶合和过载拉断等。因此，设计链传动时应根据具体工作条件分析其可能的主要失效形式，从而采取相应的设计准则。链传动结构与设计要点类型：根据齿轮的工作条件不同，齿轮传动可分为开式、半开式和闭式三种。其中开式齿轮传动中轮齿外露，灰尘易于落在齿面上；半开式齿轮传动中轮齿虽浸入油池，但仍有外物侵入；闭式齿轮传动则完全封闭在箱体内，可